Projektowanie i montaż izolacji akustycznej w przemyśle

Głównym celem projektowania akustycznego jest stworzenie takich warunków pracy, aby komfort akustyczny osób pracujących był na jak na najwyższym poziomie. Kształtowanie klimatu akustycznego odnosi się zarówno do typowych hal produkcyjnych, gdzie występują źródła hałasu jak wentylatory, pompy, piły czy całe linie produkcyjne, jak również do pomieszczeń biurowych, gdzie izolacyjność akustyczna przegród budowlanych wpływa na warunki efektywnej pracy.

Do metod projektowania akustycznego należy zaliczyć:
  • identyfikacja zagrożeń akustycznych i drganiowych, polegających na rzeczywistych pomiarach hałasu oraz wizjach lokalnych
    w miejscu zaistnienia problemu
  • analizy wyników pomiarów, czyli wyznaczenie dominujących źródeł oddziaływania akustycznego oraz określenie poziomu zagrożenia przez przyrównanie do wartości dopuszczalnych
  • propozycje wariantów redukcji akustycznej, sporządzenia szacunkowych kosztorysów i harmonogramów prac
  • montaż izolacji akustycznej, weryfikacja pomiarowa przez ponowne pomiary hałasu oraz wykonanie dokumentacji akustycznej zastosowanych rozwiązań

Metodyka badań:

  • Akustyka. Wyznaczanie zawodowej ekspozycji na hałas. Metoda techniczna.
  • Akustyka. Wyznaczanie zawodowe ekspozycji na hałas metoda techniczna. PN-EN ISO 9612:2009
  • PN-EN ISO 3744:1999 - Akustyka. Wyznaczanie poziomów mocy akustycznej źródeł hałasu na podstawie pomiarów ciśnienia akustycznego. Metoda techniczna w warunkach zbliżonych do pola swobodnego nad płaszczyzną odbijającą dźwięk.
  • Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 04.11.2008 r. w sprawie wymagań w zakresie prowadzenia pomiarów wielkości emisji oraz pomiarów ilości pobieranej wody (Dz. U. nr 206, poz. 1291). Załącznik nr 6. Metodyka referencyjna wykonywania okresowych pomiarów hałasu w środowisku pochodzącego od instalacji lub urządzeń z wyjątkiem hałasu impulsowego.
  • Akustyka Budowlana. Metody pomiaru poziomu dźwięku A w budynkach. PN-87/B-02156.
  • Akustyka budowlana. Ochrona przed hałasem pomieszczeń w budynkach. Dopuszczalne wartości poziomu dźwięku
    w pomieszczeniach. PN-87/B-02151/02.
  • Środowisko ogólne − ekrany akustyczne. Akustyka. Wyznaczanie „In-situ” skuteczności zewnętrznych ekranów akustycznych wszystkich rodzajów PN-ISO 10847:2002.
  • Ocena izolacyjności akustycznej przegrody budowlanej od dźwięków powietrznych na podstawie PN-EN ISO 717-1:1999 Akustyka - Ocena izolacyjności akustycznej w budynkach i izolacyjności akustycznej elementów budowlanych - Izolacyjność od dźwięków powietrznych.

    • Przykład ostatnich prac pomiarowych

      Ochrona przed hałasem w środowisku i przemyśle jest pojęciem bardzo szerokim. Nasze wieloletnie doświadczenie pokazuje, że ponadnormatywne uciążliwości akustyczne powodowane pracą maszyn i urządzeń mogą być efektem:

      1. błędnego zaplanowania lokalizacji głośnych urządzeń na terenie zakładu, względem terenów chronionych akustycznie,
      2. niewłaściwej organizacji pracy (np. otwieranie drzwi i okien hal przemysłowych w porze nocy przez które wydobywa się hałas) oraz brak nadzoru nad ruchem wewnętrznym pojazdów szczególnie w nocy,
      3. naturalnego zużywania się maszyn lub nie zachowania, a nawet braku czynności eksploatacyjnych, powodujących większy niż deklaruje producent hałas urządzenia
      4. niekorzystnej lokalizacji zakładu, czyli usytuowania zbyt blisko terenów chronionych akustycznie (co jest efektem braku prawa lokalnego np. w postaci Miejscowych Planów Zagospodarowania Przestrzennego).

      Jednoczesne występowanie powyższych sytuacji może spowodować stosunkowo wysokie poziomy dźwięku przy terenach chronionych akustycznie, zarówno w porze dnia (6.00 – 22.00), a szczególnie w porze nocy (22.00 – 6.00). Wielkości emisji hałasu powodowane pracą zakładu są również wynikiem rożnych schematów pracy instalacji. Bardzo często na pierwszej i drugiej zmianie zakład funkcjonuje w maksymalnym obciążeniu (pracują wszystkie urządzenia i następuje ruch pojazdów), natomiast podczas 3 zmiany (w porze nocy) ruch pojazdów jest znacznie ograniczony, a urządzenia i maszyny pracują nie z pełną wydajnością. Zdarzają się również instalacje (zakłady), które pracują w trybie ciągłym przez całą dobę generując prawie, że jednoczesne poziomy hałasu w okresie przykładowej doby (huty szkła, elektrownie, gazownie, przemysł chemiczny, farmy wiatrowe). Jeszcze innym przykładem są instalacje pracujące sezonowo, które ze swoim oddziaływaniem akustycznym są uzależnieni od prowadzonej produkcji, np. kurniki drobiu, instalacje produkujące spirytus – skup zboża lub kukurydzy, przetwórstwo mączki ziemniaczanej. Do ostatniej z wymienionych wyżej grupy należy zakład w którym mieliśmy okazję w maju 2018 wykonać pomiary hałasu polegające na ocenie poziomu dźwięku od czerpni powietrza zlokalizowanej na 3 piętrze budynku produkcyjnego. Zakład zajmuje się produkcją preparatów spożywczych i pracuje w pełnym obciążeniu przez kilka miesięcy w roku, podczas zbiorów określonej grupy warzyw. Oceniana pod względem akustycznym czerpnia powietrza była zamontowana w ścianie budynku, była zakończeniem okrągłego kanału, który podłączono do wentylatora promieniowego wraz z silnikiem napędzającym. Wentylator oraz kanał znajdował się wewnątrz murowanego pomieszczenia produkcyjnego o izolacyjności akustycznej ok. 30 dB, zatem emisja hałasu pracy silnika i wentylatora nie tworzyła tzw. źródła pośredniego w postaci całej ściany czy okien piętra na którym znajdował się silnik i wentylator.

      układ silnika, kanału i czerpni powietrza

      Wizja lokalna i wstępne pomiary hałasu wykazały, że przez kanał czerpni powietrza generowany jest hałas typu mechanicznego oraz aerodynamicznego. Hałas pochodzenia mechanicznego jest efektem obrotu łopatek wentylatora promieniowego, natomiast hałas aerodynamiczny to skutek wypływu strugi powietrza kanałem wentylacyjnym i dalej przez czerpnię. Wykonane pomiary hałasu zakładały określenie poziomu dźwięku w odległości 1 metra od czoła czerpni oraz widma oktawowego dźwięku. Dla stanu normalnej pracy poziom dźwięku wynosił ok. 94 dB z dominującą częstotliwością 1000 Hz (kolor niebieski na wykresie 1). Po przeprowadzeniu szczegółowych badań akustycznych wykonywanych na specjalnie zamówionym podnośniku koszowym, oceniono potrzebę redukcji hałasu na poziomie 20 dB. Oznacza to, że dobór izolacji akustycznej powinien zostać tak przeprowadzony, aby poziom w odległości 1 metra od czoła czerpni nie był większy niż 75 dB. Taka wartość hałasu generowanego z czerpni spowoduje znaczące zmniejszenie emisji hałasu przy najbliższych terenach zabudowy mieszkaniowej.

      Sposobem izolacji akustycznej czerpni powietrza był montaż tłumików absorpcyjnych z kulisami z wełny mineralnej o długości 3 metrów. Przekrój tłumików akustycznych został dobrany zarówno w ujęciu skuteczności akustycznej, jak również zagadnień oporów przepływu strugi powietrza. Same tłumiki zamontowano w osi istniejącego kanału i podwieszono do sufitu. Na zdjęciu poniżej zamontowane już tłumiki, które w chwili obecnej stanowią integralna cześć całego układu systemu wentylacji.

      Lokalizacja tłumików akustycznych w układzie wentylacyjnym

      Po wykonaniu prac montażowych ponownie wykonano badania akustyczne w odległości 1 metra od czoła czerpni powietrza. Uzyskany poziom dźwięku po wyciszeniu wynosił niecałe 70 dB, co oznacza zapas ok. 4 dB względem projektowanej skuteczności akustycznej. W ujęciu widma dźwięku (poziomów dźwięku dla kolejnych częstotliwości) dla wszystkich oktaw zanotowano spadek hałasu, natomiast dla częstotliwości 1000 Hz (tej dominującej przed wyciszeniem) uzyskane wyciszenie na rzędu 25 dB !!! (poziomy dźwięku czerwone na wykresie 1).

      Porównanie poziomów i widma dźwięku przed i po wyciszeniu

      Podsumowując, można ocenić, że wykonana izolacja akustyczna została zaprojektowana w sposób właściwy w ujęciu akustycznym i przepływowym (brak znaczącym oporów powietrza). Natomiast dzięki przeprowadzonym badaniom akustycznym można ocenić w sposób obiektywny i wiarygodny uzyskane zmniejszenie hałasu od czerpni powietrza.

      Poniżej pokazano przykładowe realizacje z zakresu izolacji akustycznej wykonane dla różnych przypadków gdzie były przekroczone limity hałasu w środowisku:

      Tłumiki akustyczne

      tłumik akustyczny na dachu budynku tłumik akustyczny obok budynku tłumiki akustyczne przy fundamentach budynku

      Obudowy dźwiękochłonne

      tłumik akustyczny przed założeniem obudowy dźwiękochłonnej tłumik akustyczny po założeniu obudowy akustycznej

      Ekrany akustyczne